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Zweiteiliger Grubenstempel
Die Erfindung betrifft zweiteilige Grubenstempel, deren Stempelteile mittels einer druckmittelbetriebenen Vorrichtung unter elastischer Verformung verspannt und über ein Stempelschloss unter Reibungsschluss verbunden sind.
Bei den meisten in Betrieb befindlichen zweiteiligen metallischen Grubenstempeln kommt die Tragfähigkeit dadurch zustande, dass dem Einsinken des Oberstempels eine Reibungskraft entgegenwirkt, deren Grösse ausser von der Beschaffenheit der aneinander reibenden Flächen vom Anpressdruck abhängt, der gewöhnlich durch die elastische Verformung eines oder mehrerer Schlosselemente zustandekommt ; die Grösse der Reibungskraft ist also unter anderem davon abhängig, dass die einzelnen Elemente beim Spannen des Schlosses eine bestimmte Verformung erreichen.
Damit nun alle an derselben Betriebsstelle eingesetzten Stempel die gleiche Tragfähigkeit haben, muss bei jedem die gleiche Kraft zur elastischen Verformung der Schlosselemente aufgewendet werden ; soweit dies durch Keilgetriebe erfolgt, ist man davon abhängig, dass durch Eintreiben der Keile der gleiche Endzustand des Systems erreicht wird. Es bedarf keiner näheren Erläuterung, dass hier sowohl wegen der Unzuverlässigkeit der menschlichen Bedienung als auch wegen ungleichmässiger Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe Streuungen dieses Endzustandes unvermeidlich sind.
Es sind bereits zweiteilige Grubenstempel bekannt, bei denen die Verspannung der Stempelteile unter elastischer Verformung des dabei benutzten Schlosses durch eine mittels Druckmittel, z. B. eine Druckflüssigkeit, betriebene Spannvorrichtung erfolgt, wobei das Druckmittel nicht nur zur Herstellung sondern auch zur Aufrechterhaltung der Schlossspannung dient ; sein Druck muss also während der ganzen Einsatzzeit des Stempels, gewöhnlich also mehrere Tage, ununterbrochen aufrechterhalten und auch sorgfältig überwacht werden.
Die Erfindung schafft nun eine derartige vorteilhafte Ausgestaltung der eingangs beschriebenen zweiteiligen Grubenstempel, dass die unter Druck z. B. hydraulisch betätigte Spannvorrichtung lediglich zur Erzeugung der erforderlichen Schlossspannung dient und nach ihrem Wirksamwerden von einer andern Spannvorrichtung abgelöst wird, so dass das Druckmedium entspannt und die hydraulische Einrichtung anschliessend für andere Stempel verwendet werden kann.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass bei zweiteiligen Grubenstempeln der eingangs beschriebenen Art neben der druckmittelbetriebenen Spannvorrichtung für das Stempelschloss zusätzlich eine einfache mechanische Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Schlossspannung vorgesehen ist.
Um mit hoher Präzision die durch die druckmittelbetriebene Vorrichtung erzeugte Schlossspannung durch mechanische Verriegelung festzulegen und aufrechtzuerhalten, greifen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die druckmittelbetriebene Spannvorrichtung und die mechanische Verriegelung des Stempelschlosses an diesem in der gleichen Ebene an ;
auf diese Weise ist es möglich, die mit Hilfe der hydraulischen Spannvorrichtung im Schloss erzeugte Spannung genau auf der eingestellten Höhe zu halten, ohne dass beim Absinken des hydraulischen Druckes oder beim Entfernen der Spannvorrichtung eine Änderung des Spannzustandes eintritt
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die druckmittelbetriebene Spannvorrichtung mit einer Sperre zur Aufrechterhaltung des bei einem vorzugsweise einstellbaren Höchstdrucke erreichten
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spannungszustandes versehen ;
durch den Druckmittelantrieb zum Spannen des Schlosses wird also nicht nur die recht beschwerliche Arbeit des Eintreibens eines Keiles von Hand erspart, sondern auch eine grössere
Präzision in dem Grade der Schlossspannung erreicht und man kann auf diese Weise mit viel grösserer
Annäherung alle am selben Betriebsort eingesetzten Stempel auf die gleiche Schlossspannung bringen als dies beim Eintreiben eines Setzkeiles möglich ist.
Bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung zweiteiliger Grubenstempel ist es zweckmässig, an dem die Spannung bewirkenden Teil des Schlosses zwei radial abstehende Laschen anzuordnen und das Schloss mittels einer Spannvorrichtung zu spannen, die an diesen beiden Laschen mit einem gabelartigen Teil einerseits und einem relativ dazu beweglichen Spannelement anderseits angreift und diese gegeneinander bewegt.
Nach der Erfindung dient als Verriegelung ein quer durch die Mitte der Laschen des Stempelschlosses durchgesteckter Bolzen mit senkrechtem Feststellkeil. Sowohl mechanische als auch hydraulische Mittel zur Verspannung des Stempelschlosses bilden einen erheblichen Anteil des Gesamtgewichtes des Stempels, das aber möglichst niedrig gehalten werden soll, weshalb die druckmittelbetriebene Spannvorrichtung mit dem Stempelschloss lösbar verbunden ist ; die Spannvorrichtung stellt also ein vom Stempel unabhängiges
Element dar, das nur beim Setzen des Stempels mit ihm in Verbindung gebracht wird, nach Spannen des
Schlosses und Anbringung der Verriegelung aber wieder entfernt werden kann.
Bei allen Arten zweiteiliger Grubenstempel mit mechanischer Verspannung der Stempelteile kann die erfindungsgemässe Verspannung angewendet werden.
In der Zeichnung sind in Verbindung mit einem sogenannten Klemmringstempel vier Ausführungbeispiele von erfindungsgemäss ausgebildeten Stempelschlössern dargestellt ; es zeigen : die Fig. 1 und 2 einen Klemmringstempel in Vorder-und Seitenansicht ; die Fig. 3 und 4 einen waagrechten und einen senkrechten Schnitt durch den Stempel nach der Linie III - III der Fig. 1 sowie der Linie IV - IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen vergrösserten Querschnitt durch den Stempel mit angesetzter Spannvorrichtung ; die Fig. 6a und 6b zeigen eine andere Ausführungsform eines Stempelschlosses mit am Schlossband angesetzter Spannvorrichtung bei noch offenem bzw. bei gespanntem und verriegeltem Stempelschloss ;
Fig. 7 zeigt dasselbe Stempelschloss in der Stellung gemäss Fig. 6a in Draufsicht ; die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Variante eines Stempelschlosses in Seitenansicht und Draufsicht und schliesslich die Fig. lOa, lOb und 11 eine vierte Ausführungsform eines Stempelschlosses wieder in zwei Seitenansichten, geöffnet bzw. gespannt und festgestellt, sowie in zu Fig. 10a korrespondierender Draufsicht.
In den Figuren ist der rohrförmige Unterstempel mit 10, der rohrförmige Oberstempel mit 11 und der Klemmring mit 14 bezeichnet, welcher in Laschen 16 und 16a endet.
In den Fig. 1 und 2 ist auch der Fuss 12 des rohrförmigen Unterstempels 10 und der Kopf 13 des rohrförmigen Oberstempels 11 erkennbar ; Unterstempel 10 und Klemmring 14 sind durch das an beide Teile angeschweisste Band 15 verbunden.
Bei der Anordnung nach den Fig. 1 - 5 verdicken sich die Laschen 16 und 16a von ihrem Ansatzpunkt amKlemmring 14 aus zunächst nach aussen hin mit ihren schräg liegenden Seitenflächen 17 ; im Anschluss an diese Verdickung sind Nuten 18 angeordnet, in die die Zapfen 22 eingreifen, die sich am inneren Ende der beiden um den Bolzen 20 drehbaren Teile 21 der Spannzange befinden ; mit den äusseren Enden der Teile 21 ist über die Ösen 23 der Druckzylinder 25, über die Ösen 24 der Druckkolben 26 verbunden ; 27 ist das Anschlussstück für das Drucköl, 28 ein Überdruckventil.
Ist der Stempel gesetzt und soll der Klemmring gespannt werden, so werden die Zapfen 22 der Spannzange in die Nuten 18 eingesetzt und durch Anschluss des Zylinders 25 an das Druckmittel der Klemmring zusammengezogen ; der Kolben 26 arbeitet so lange, bis ein bestimmter, durch Stellung des Überdruckventiles 28 fixierbarer Höchstwert des Druckes erreicht ist. Der trapezförmige Keilkörper 19 ist während des Arbeitens der Spannzange aus der in Fig. 1 erkennbaren Stellung mit geöffnetem Klemmring in die aus Fig. 4 erkennbare Stellung längs der Schrägflächen 17 abgesunken ; das Schloss ist also im gespannten Zustand verriegelt. Durch Entlastung des Druckzylinders 25 kann nunmehr die Spannzange geöffnet und abgenommen werden ; der Stempel ist betriebsbereit.
Beim Rauben des Stempels braucht nur der Keilkörper 19 hochgeschlagen zu werden, wodurch ein Entspannen des Klemmringes 14 erfolgt und dann der Oberstempel 11 einsinkt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6a, 6b und 7 hat die Spannvorrichtung einen gabelförmigen Teil 29 mit Klauen 30 an seinen Enden, die von oben und unten über die Lasche 16 greifen, während die Stange 31 des Kolbens 32 unter dem Einfluss des bei 33 zugeführten Druckmittels über das Widerlager 34 auf die Lasche 16a einwirkt und diese mitsamt dem an ihr befindlichen Bolzen 35 in Richtung auf die gegenüberliegende Lasche 16 bewegt ; dadurch wird der Klemmring 14 gespannt, der Keil 36 sinkt in einen im Bolzen 35 vorgesehenen Schlitz ein und bewirkt die Verriegelung des Schlosses in der gespannten
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Stellung ;
nachdem nun durch den Keil 36 das Schloss verriegelt ist, kann das Druckmittel wieder aus der Spannvorrichtung abgelassen, die Kolbenstange 31 zurückgeschoben und die ganze Spannvorrichtung einschliesslich der Gabel 29 und der Klauen 30 vom Stempel abgenommen und die Spannvorrichtung alsdann zum Spannen des Schlosses eines andern Stempels benutzt werden.
Besonders aus Fig. 7 ist deutlich erkennbar, dass die Punkte, in denen die Klauen des Spannelementes bzw. der Verriegelungsbolzen an den Laschen 16 und 16a des Klemmringes angreifen, in der selben Ebene liegen.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 befindet sich an der Stange 31 des Kolbens 32 ein Kopf 37, der innerhalb der an einem Ende des Bolzens 35 sitzenden Klaue 38 liegt ; wird das Druckmittel durch die Leitung 33 zugeführt, so zieht die Kolbenstange 31 den mit der Lasche 16 starr verbundenen Bolzen 35 an und bewegt so diese Lasche 16 auf die Lasche 16a zu, welche durch den gabelförmigen Teil 39 der Spannvorrichtung festgehalten wird ; die Verriegelung erfolgt hier durch den senkrechten Keil 40.
Die Spannvorrichtung gemäss den Fig. lOa, lOb und 11 ist ebenfalls so ausgebildet, dass eine der beiden Laschen, u. zw. die Lasche 16, von den Klauen 30 des gabelförmigen Teiles 29 festgehalten wird, während sich die am Kolben 32 befindliche Hohlstange 41 gegen die Lasche 16a legt. Wird das Druckmittel durch die Leitung 33 in den Raum 42 eingeführt, so nähern sich die Laschen 16 und 16a ; ist das Schloss verspannt, so wird durch Anziehen der Schraube 45 der im Innern des Rohres 41 geführte Stift 46 so weit nach innen geführt, bis er an der Kopfwand anliegt, die auf die Lasche 16a einwirkt ; nunmehr ist das Schloss mechanisch verspannt und das Druckmittel im Raum 42 kann wieder entspannt werden.
Die Dichtungen 43 und 44 haben den Zweck, das Eindringen von Druckflüssigkeit in das Innere des Spannelementes bzw. des Gewindes der Schraube 45 zu verhindern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zweiteiliger Grubenstempel, dessen Stempelteile mittels einer druckmittelbetriebenen Vorrichtung unter elastischer Verformung verspannt und über ein Stempelschloss unter Reibungsschluss verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass neben dieser druckmittelbetriebenen Vorrichtung zur Verspannung des Stempelschlosses (14,16) zusätzlich eine einfache, mechanische Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Schlossspannung vorgesehen ist.
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Two-part pit stamp
The invention relates to two-part pit punches, the punch parts of which are clamped under elastic deformation by means of a pressure-medium-operated device and connected with a friction fit via a punch lock.
In most of the two-part metal pit punches that are in operation, the load-bearing capacity is achieved by the fact that the upper punch is counteracted by a frictional force, the magnitude of which, apart from the nature of the surfaces rubbing against each other, depends on the contact pressure that is usually generated by the elastic deformation of one or more lock elements the size of the frictional force depends, among other things, on the individual elements reaching a certain deformation when the lock is tensioned.
So that all punches used at the same operating point have the same load-bearing capacity, the same force must be used for each of them to elastically deform the lock elements; as far as this is done by means of wedge gears, it is dependent on the fact that the same final state of the system is achieved by driving in the wedges. There is no need to explain in more detail that here, both because of the unreliability of human operation and because of the uneven properties of the materials used, variations in this final state are inevitable.
There are already two-part pit punches known in which the bracing of the punch parts with elastic deformation of the lock used thereby by means of a pressure medium, eg. B. a hydraulic fluid, operated clamping device takes place, wherein the pressure medium is used not only to produce but also to maintain the lock tension; its pressure must therefore be maintained uninterruptedly during the entire service life of the stamp, usually several days, and also carefully monitored.
The invention now creates such an advantageous embodiment of the initially described two-part pit punch that the pressurized z. B. hydraulically operated clamping device is only used to generate the required lock tension and is replaced by another clamping device after it becomes effective, so that the pressure medium relaxed and the hydraulic device can then be used for other stamps.
According to the invention, this is achieved in that, in the case of two-part pit punches of the type described above, a simple mechanical device for maintaining the lock tension is also provided in addition to the pressure-medium-operated tensioning device for the punch lock.
In order to set and maintain the lock tension generated by the pressure medium-operated device by mechanical locking with high precision, according to a further feature of the invention, the pressure-medium-operated tensioning device and the mechanical locking of the plunger lock act on this in the same plane;
In this way it is possible to keep the tension generated with the aid of the hydraulic tensioning device in the lock exactly at the set level, without the tensioning state changing when the hydraulic pressure drops or when the tensioning device is removed
In a preferred embodiment of the invention, the pressure-medium-operated tensioning device is provided with a lock to maintain the maximum pressure reached at a preferably adjustable maximum pressure
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state of tension provided;
the pressure medium drive for tensioning the lock not only saves the very arduous work of driving in a wedge by hand, but also a larger one
Precision is achieved in the degree of lock tension and one can in this way with much greater
Bring all punches used at the same operating site closer to the same lock tension as is possible when driving in a locking wedge.
In the design of two-part pit punches according to the invention, it is useful to arrange two radially protruding tabs on the part of the lock causing the tension and to tension the lock by means of a tensioning device that engages these two tabs with a fork-like part on the one hand and a tensioning element movable relative to it on the other and move them against each other.
According to the invention, a bolt inserted transversely through the center of the tabs of the stamp lock with a vertical locking wedge serves as a locking device. Both mechanical and hydraulic means for tensioning the plunger lock form a considerable proportion of the total weight of the plunger, but this should be kept as low as possible, which is why the pressure-medium-operated clamping device is detachably connected to the plunger lock; the clamping device is therefore independent of the punch
Element that is only associated with it when the stamp is set, after the
Lock and attachment of the lock can be removed again.
The bracing according to the invention can be used for all types of two-part pit punches with mechanical bracing of the punch parts.
In the drawing, four exemplary embodiments of stamp locks designed according to the invention are shown in connection with a so-called clamping ring stamp; 1 and 2 show a clamping ring die in front and side views; 3 and 4 a horizontal and a vertical section through the punch according to the line III - III of FIG. 1 and the line IV - IV of FIG. 3 and FIG. 5 an enlarged cross section through the punch with attached clamping device; FIGS. 6a and 6b show another embodiment of a stamp lock with a clamping device attached to the lock strap with the stamp lock still open or with the stamp lock cocked and locked;
FIG. 7 shows the same stamp lock in the position according to FIG. 6a in plan view; 8 and 9 show a further variant of a stamp lock in a side view and top view and finally FIGS. 10a, 10b and 11 show a fourth embodiment of a stamp lock again in two side views, opened or cocked and fixed, and in a corresponding to FIG. 10a Top view.
In the figures, the tubular lower punch is designated by 10, the tubular upper punch by 11 and the clamping ring by 14, which ends in tabs 16 and 16a.
In FIGS. 1 and 2, the foot 12 of the tubular lower punch 10 and the head 13 of the tubular upper punch 11 can also be seen; The lower punch 10 and the clamping ring 14 are connected by the band 15 welded to both parts.
In the arrangement according to FIGS. 1 to 5, the tabs 16 and 16a, from their point of application on the clamping ring 14, initially thicken outwards with their inclined side surfaces 17; Following this thickening, grooves 18 are arranged into which the pegs 22 engage, which are located at the inner end of the two parts 21 of the collet that are rotatable about the bolt 20; the pressure cylinder 25 is connected to the outer ends of the parts 21 via the eyelets 23 and the pressure piston 26 via the eyelets 24; 27 is the connection piece for the pressure oil, 28 is a pressure relief valve.
If the punch is set and the clamping ring is to be clamped, the pins 22 of the collet are inserted into the grooves 18 and the clamping ring is drawn together by connecting the cylinder 25 to the pressure medium; the piston 26 works until a certain maximum pressure value, which can be fixed by setting the pressure relief valve 28, is reached. During the operation of the collet, the trapezoidal wedge body 19 has sunk from the position shown in FIG. 1 with the clamping ring open into the position shown in FIG. 4 along the inclined surfaces 17; the lock is locked in the cocked state. By relieving the pressure cylinder 25, the collet can now be opened and removed; the stamp is ready for use.
When the punch is stolen, only the wedge body 19 needs to be knocked up, as a result of which the clamping ring 14 is relaxed and the upper punch 11 then sinks.
In the embodiment according to FIGS. 6a, 6b and 7, the clamping device has a fork-shaped part 29 with claws 30 at its ends, which grip over the tab 16 from above and below, while the rod 31 of the piston 32 under the influence of the at 33 supplied pressure medium acts via the abutment 34 on the bracket 16a and moves this together with the bolt 35 located on it in the direction of the opposite bracket 16; as a result, the clamping ring 14 is tensioned, the wedge 36 sinks into a slot provided in the bolt 35 and causes the lock to be locked in the tensioned position
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Position ;
Now that the lock is locked by the wedge 36, the pressure medium can be released from the clamping device, the piston rod 31 pushed back and the entire clamping device including the fork 29 and the claws 30 removed from the punch and the clamping device then used to tension the lock of another punch to be used.
It can be clearly seen in particular from FIG. 7 that the points at which the claws of the tensioning element or the locking bolts engage the tabs 16 and 16a of the clamping ring lie in the same plane.
In the embodiment according to FIGS. 8 and 9, a head 37 is located on the rod 31 of the piston 32 and lies within the claw 38 seated at one end of the bolt 35; If the pressure medium is supplied through the line 33, the piston rod 31 pulls the bolt 35 rigidly connected to the bracket 16 and thus moves this bracket 16 towards the bracket 16a, which is held in place by the fork-shaped part 39 of the clamping device; the locking takes place here by the vertical wedge 40.
The clamping device according to FIGS. 10a, 10b and 11 is also designed so that one of the two tabs, u. between the tab 16, is held by the claws 30 of the fork-shaped part 29, while the hollow rod 41 located on the piston 32 rests against the tab 16a. If the pressure medium is introduced through the line 33 into the space 42, the tabs 16 and 16a approach one another; If the lock is tensioned, then by tightening the screw 45, the pin 46 guided inside the tube 41 is guided inward until it rests against the head wall which acts on the tab 16a; now the lock is mechanically tensioned and the pressure medium in space 42 can be relaxed again.
The purpose of seals 43 and 44 is to prevent hydraulic fluid from penetrating into the interior of the tensioning element or the thread of screw 45.
PATENT CLAIMS:
1. Two-part pit stamp, the stamp parts of which are clamped by means of a pressure-medium-operated device under elastic deformation and connected via a stamp lock with frictional engagement, characterized in that in addition to this pressure-medium-operated device for clamping the stamp lock (14,16), a simple mechanical device for maintaining the Lock tension is provided.